De gangen van het scheikundegebouw van de Rijksuniversiteit Groningen zijn zo goed als leeg, maar in het kantoor van Ben Feringa wordt hard gewerkt. Het is op deze plek dat Feringa en Nienke Homan in gesprek gaan over de transities waarbij de chemie een grote rol speelt.  

De energietransitie lijkt aardig op stoom, maar er is minder aandacht voor de materialentransitie. Lopen we in Nederland op dit gebied achter?

Feringa: “Eigenlijk wel. De energietransitie is natuurlijk ontzettend belangrijk, maar we vergeten wel eens dat bijna alles om ons heen gemaakt wordt op basis van industriële processen die direct samenhangen met de petrochemie. We gebruiken olie niet alleen als brandstof, maar ook voor de bouwstenen van plastics, smartphones, auto’s en geneesmiddelen. Ik maak me zorgen over de vraag waar we in de toekomst onze producten van gaan maken. We moeten hiervoor andere manieren vinden. Chemie kan dat, maar dat kost tijd. We moeten realistisch zijn – het duurt zomaar twintig jaar van lab naar de markt. We have to re-invent chemistry. Dit staat nog nauwelijks op de agenda in Den Haag, terwijl we nu in een cruciale fase zitten om te bepalen hoe we onze materialen in de toekomst gaan maken. Dus we moeten als de donder aan de slag om dit voor elkaar te krijgen.”

Homan: “We hebben inderdaad nog een enorme slag te slaan als het gaat om de materialentransitie. En dat is eigenlijk gek, want het is een veel tastbaarder onderwerp voor mensen, waar je als individu makkelijker invloed op uit kunt oefenen. Tegelijkertijd is het ook groot en lastig te overzien. Daarom moeten we als land en in Europese context eerst een richting bepalen: hoe willen we dit aanpakken.”

Hoe gaan we deze achterstand inlopen?

Feringa: “Je ziet nu veel bedrijven inzetten op biobased grondstoffen. Dit is een goede ontwikkeling, maar je moet oppassen dat je niet gaat concurreren met de landbouw en veel kunstmest gaat verbruiken. Daarom zie ik de toekomst vooral in meer recycling.” Homan: “Ja, we moeten naast biobased inderdaad ook inzetten op betere recycling. En niet alleen recyclen van producten die we al hebben, ook het ontwikkelen van nieuwe materialen die makkelijker opnieuw in te zetten zijn.” Feringa: “De afgelopen honderd jaar zijn wij heel goed geworden in het maken van nieuwe chemische verbindingen, nu moeten we leren hoe we dezelfde soort materialen maken met verbindingen die ook weer uit elkaar gehaald kunnen worden. Dat vraagt om een hele nieuwe manier van denken in de chemie.”

Wat zijn de grootste uitdagingen om dit voor elkaar te krijgen?

Feringa: “De grootste uitdaging is zorgen dat deze nieuwe materialen dezelfde functionele eigenschappen hebben. Dat is een lastig evenwicht en hiervoor hebben we dynamische chemische bindingen nodig. We zien wel veel innovatie op dit gebied, maar we staan nog aan het begin, en daarna moeten we samen met de industrie het hele proces ook nog opschalen.”

Homan: “Ik denk dat deze nieuwe manier van denken vooral meer samenwerking vergt. Tussen industrie en onderzoekers, maar ook binnen de industrie en met ontwerpers van producten. Bedrijven moeten focussen op de hele keten. Waar komen de grondstoffen vandaan, hoe betrouwbaar is de aanvoer, wat gaat het volgende bedrijf ermee doen? Dit vereist nieuwe samenwerkingen en nieuwe logistieke verbanden.”

Hoe kunnen industrie en onderzoek elkaar versterken in dit proces?

Homan: “We kunnen sowieso van elkaar leren en kijken waar we gezamenlijke sterke punten zien. Op die punten kunnen we de samenwerking dan versterken en sneller de stap van lab naar productie maken.”

Feringa: “Ik heb ontzettende bewondering voor hoe de industrie iets wat wij in het lab maken, op weet te schalen naar een hele productielijn. En volgens mij gaat dit altijd sneller als we in een vroeg stadium al samenwerken. Binnen ons ARC CBBC-onderzoekscentrum (Advanced Research Center Chemical Building Blocks Consortium, red.) werken wij bijvoorbeeld met AkzoNobel aan nieuwe acrylaatcoatings op basis van houtafval. Onze promovendi kunnen hun resultaten meteen testen in het lab van AkzoNobel en weten zo véél sneller of het product echt potentie heeft. Dat is enorm waardevol. Maar het zou ook goed zijn als er de komende jaren vanuit de industrie keuzes gemaakt worden waar we heen gaan met de Nederlandse maakindustrie, zodat wij daar beter op in kunnen spelen met ons onderzoek.”

Homan: “Helemaal mee eens, er moeten keuzes gemaakt worden. Wij zijn vanuit de VNCI druk bezig met het in kaart brengen van grondstoffen die we beschikbaar hebben in Nederland, zodat we een goed beeld kunnen vormen van de producten die nodig zijn om te voorzien in onze toekomstige behoeften. Aan de hand hiervan kunnen we zien waar we als land een voorsprong in hebben en kiezen wat we willen behouden. Dit doen we natuurlijk samen met de academische wereld, want zij zijn de basis van innovatie.”

In hoeverre helpen initiatieven als het Nationaal Groeifonds om deze doelen te bereiken?

Homan: “We zijn erg ambitieus, maar ontdekken ook steeds meer welke kennis we nog niet hebben en waar we nieuwe technologieën verder moeten ontwikkelen. De opgave voor de materialentransitie staat nog in de kinderschoenen en het is niet zo dat we alle benodigde oplossingen al kennen en dat het alleen nog een zaak van opschaling is. Om die gaten op te vullen is veel innovatiekracht – en dus geld – nodig.”

Hebben we wel genoeg mensen om deze klus te klaren?

Homan: “Het grote tekort aan vakmensen is wel een van mijn grote zorgen. Het onderwijs is ontzettend belangrijk, we hebben jonge talenten met kennis nodig om al die nodige innovatie te leveren.”

Feringa: “Daarom moeten we veel meer investeren in onderwijs, want we hebben op alle niveaus vakmensen nodig. Het is voor de jonge generatie super interessant om aan de slag te gaan met projecten die echt impact kunnen hebben op hun toekomst, maar dan moeten wij wel zorgen dat ze die kans krijgen en gestimuleerd worden om de chemie in te gaan. En dat begint bij het opleiden van goede leerkrachten met enthousiasme voor de bètavakken.”

Denken jullie dat we in 2050 volledig van fossiele grondstoffen af zijn?

Feringa: “Ik denk het niet, maar met slimme oplossingen kunnen we het gebruik wel enorm verminderen en ons beperken tot de essentiële producten die we nog op geen andere manier kunnen maken.”

Homan: “Als we denken dat het nu al lastig is, we ain’t seen nothing yet. Tot 2030 maken we plannen over hoe we als industrie kunnen verduurzamen en testen we het water, maar daarna moeten er echt moeilijke keuzes gemaakt worden. Gelukkig weten we sinds de COP28 klimaatconferentie dat we moeten inzetten op een industrie zonder CO₂-uitstoot. Dus als we nog fossiele grondstoffen gebruiken in 2050, dan moeten we de CO₂ die hierdoor vrijkomt wel compenseren.”

Feringa: “Ik heb de droom dat we het ooit voor elkaar krijgen om kunstmatige fotosynthese te ontwikkelen, en CO₂ te gebruiken als grondstof voor nieuwe moleculen. Met zo’n proces kunnen we wel volledig van fossiele grondstoffen afkomen. Maar deze processen kosten nu nog te veel energie, dus daar moeten we nog slimme oplossingen voor vinden. Maar ik pleit ervoor om dit in een groot Europees project op te pakken, want het kan een elegante oplossing zijn voor de lange termijn.”

Hebben we na het Groeifonds nog andere instrumenten nodig om innovatie aan te jagen?

Feringa: “Ik hoop dat het Groeifonds het begin is van een serie investeringen, want we zijn er nog lang niet. Het zou mooi zijn als de politiek verder kijkt dan de komende vier jaar en blijft investeren in de duurzaamheidsagenda.”

Homan: “Zoals ik al zei, het gaat na 2030 pas echt moeilijk worden, dus daar kunnen we alle hulp bij gebruiken. De komende jaren gaan we verder oefenen met nieuwe samenwerkingen, nieuwe technieken, en na 2030 moet dat allemaal worden opgeschaald en op stoom komen. De versnelling van wetenschap naar toepassing, naar opschaling is essentieel, en daarvoor moeten we samenwerken. En daar ligt ook een kans, want Nederland is een overzichtelijk land met korte lijntjes. Als wij een goede structuur ontwikkelen voor innovatie met onderzoekers en bedrijven, kunnen we daar misschien zelfs een verdienmodel van maken voor de toekomst. Dat zou een mooie positie zijn die bij ons past: niet de grootste, maar de slimste. Ik ben heel positief over de toekomst. Ik ben blij dat er mensen zoals Ben zijn die dromen over bijzondere nieuwe technieken, en dan ook nog aan de slag gaan om het waar te maken. En samen met de kracht van de Nederlandse industrie gaat dat zeker lukken.”

Feringa: “Ik ben er ook van overtuigd dat we het kunnen. Als we nu nadenken over hoe we willen dat chemieparken als Pernis en Moerdijk er in 2050 uitzien, en wat we daarvoor nodig hebben, dan kunnen we dat met genoeg creatieve ideeën, geld en mankracht zeker mogelijk maken.”

Het interview met Ben en Nienke is gepubliceerd in de CM-special over de Materialentransitie. Chemie Magazine lees je online, maar je kunt je ook gratis abonneren. 

Projecten materialentransitie

Met het Nationaal Groeifonds investeert het kabinet tussen 2021 en 2025 twintig miljard euro in projecten die zorgen voor het duurzame verdienvermogen van Nederland. Vijf projecten hebben betrekking op de materialentransitie, met een prominente rol voor de chemische industrie.

• GroenVermogenNL

GroenvermogenNL versnelt de totstandkoming van een ecosysteem voor groene waterstof en groene chemie in Nederland. Hiervoor zet het programma in op de productie en het gebruik van groene waterstof en aanverwante technologie in verschillende industriële ketens, zoals chemie, kerosine, staal en kunstmest.

• Circular Plastics NL

Circular Plastics (CPNL) wil de recycling van kunststoffen nationaal een impuls geven door huidige knelpunten weg te nemen. CPNL richt zich daarbij op: ontwerp van materialen, de sortering van afval, mechanisch of chemisch recyclen en de opschaling van deze activiteiten. Ofwel plastics volledig circulair maken.

• Biobased Circular

BioBased Circular (BBC) creëert en demonstreert gesloten circulaire waardeketens (waardecirkels) in Nederland voor kunststofproducten (polymeren) op basis van koolhydraatrijke biogrondstoffen. Door het bevorderen van samenwerking in volledige waardeketens, samen met het mkb, agrarische sector, chemische industrie, logistieke en recyclingbedrijven. 

• FutureCarbonNL

FutureCarbonNL richt zich op onderzoek, ontwikkeling, demonstratie en afzet van technologieën die CO₂ omzetten in nieuwe, duurzame materialen en (dier)voeding. Dat kan door middel van thermokatalytische, biochemische, elektrochemische en fotochemische processen.

• Circular Critical Materials

Circular Critical Materials (CCRM) richt zich op de (terug)winning van en handel in kritieke grondstoffen, substitutie door kritieke-grondstofvrije/arme producten, en het voorkomen dat een potentieel tekort aan kritieke grondstoffen onze economische groei belemmert.